一飛秒激光照射玻璃就可能變成寶石

在飛秒紅外激光的照射下，普通玻璃的內部結構被打亂重組，成為了新的物質甚至可能變成寶石。在近日的紅外學會年會上，紅外光學相關人士余昺鯤教授介紹了他所在課題組的較新研究成果。而其也預示著在這種優點光線的照耀下，將一些透明材料化廢為寶將成為可能。

    據介紹，“飛秒”其實是時間王國里的一員，只不過它是一個小字輩。它是標衡時間長短的一種計量單位。“飛秒”其實也叫作毫微微秒，即1飛秒只有10的負15次方秒。你能想象它有多快嗎？光速是一秒鐘30萬公里，而在一飛秒之內，光只能走0.3微米，而這只不到一根頭發絲的百分之一長。

    而飛秒激光則是在非常短的時間范圍內所產生的激光，其具有非常高的瞬時功率，可達到百萬億瓦。這是個什么概念呢？目前全世界所有的發電廠在同一時間一起發電，其產生的總電功率約為一萬億瓦。也就是說，飛秒激光的瞬時功率是大部分國家發電總功率的一百倍。而飛秒激光的另一大特點就是它能聚焦到比頭發的直徑還要小的空間區域，使電磁場的強度比原子核對其周圍電子的作用力還要高數倍。

    正因為有著這些不同尋常的特性，使得飛秒紅外激光在連續輻射時會對物質內部的結構造成影響。據余教授所在的課題組所做的一系列試驗表明，飛秒紅外激光輻射硼酸鹽玻璃時，焦點處的玻璃轉化為低溫相偏硼酸鋇晶體；而采用較長的輻射時間后，低溫相偏硼酸鋇晶體出現的同時伴隨有部分的高溫相晶體。

    而這一實驗結果也表明，利用飛秒紅外激光進行輻射，能夠使得透明材料如玻璃、聚合物、晶體等內部結構進行有選擇性的改變。由于照射時間的長短對應于物質的變化，所以將來通過輻射來產生寶石也是大有可能。

    據介紹，現在市場上形形色色的人工寶石在物理性質上和真寶石幾乎沒有什么區別。人工寶石在選料上主要采用和真寶石性質相仿的物質進行合成和加工，讓產物的硬度、密度和折射率非常接近真寶石，所以制作精良的合成寶石幾乎可以以假亂真。但之所以它們不足以替代真寶石是因為它們的內在分子結構還是原來的物質結構，雖然外在的物理性質改變了，但其內在還是和真寶石有所不同。而如果采用飛秒紅外激光等特殊手段將晶體內部的結構改變的話，原先的晶體將完全成為另一種物質，無論是物理性質還是內在結構都將完全改變。而這也意味著，這樣的方法產生的將是真實的寶石。隨著將來技術的完善和實驗的深入，玻璃變寶石將不再是天方夜譚。